在原行星盘中首次探测到 CH$_2$CN

我们报道了在原行星盘中首次探测到氰甲基分子 CH$_2$CN。迄今为止，CH$_2$CN 仅在更早的演化阶段被观测到，即巨分子云 TMC-1 与 Sgr 2，以及前恒星核 L1544。我们朝向邻近金牛座 T Tauri 星 TW Hya 周围盘探测到六条正-CH$_2$CN 的跃迁。激发分析揭示，正-CH$_2$CN 的盘平均柱密度 $N$ 为 $(6.3\pm 0.5)\times10^{12}$ cm$^{-2}$，经重新标度以反映 3:1 的正-仲比，得到总柱密度 $N_{\rm tot}$ 为 $(8.4\pm 0.7)\times10^{12}$ cm$^{-2}$。我们计算得到盘平均转动温度 $T_{\rm{rot}}$ = $40 \pm 5$ K，而径向分辨分析显示 $T_{\rm{rot}}$ 在盘半径范围内保持相对恒定。这一高转动温度表明，在静态盘中且若可忽略垂直混合，CH$_2$CN 主要在盘上层通过气相反应形成，而非在盘中平面颗粒表面的固相反应。积分强度径向轮廓显示出与 CN 和 DCN 等分子一致的环结构。我们注意到这也与先前 TW Hya 盘上中心峰化的 CH$_3$CN 发射的低分辨率观测一致，因为当用更大束宽对观测作卷积时，观测到的发射间隙消失。我们得到 CH$_2$CN/CH$_3$CN 比值介于 4 与 10 之间。这一高 CH$_2$CN/CH$_3$CN 比值在采用标准静态盘化学模型假设（即无任何额外调参）的 TW Hya 盘代表性化学模型中被重现。